Li gorî teknolojiya weldingê ya kevneşopî,qayimkirina lazerêdi warê rastbûna kaynakirinê, karîgerî, pêbawerî, otomasyon û aliyên din de xwedî avantajên bêhempa ye. Di salên dawî de, di warên otomobîl, enerjî, elektronîk û warên din de bi lez pêş ketiye, û wekî yek ji teknolojiyên hilberînê yên herî sozdar di sedsala 21-an de tê hesibandin.
1. Pêşgotinek li ser tîrêjên ducarqayimkirina lazerê
Tîrêjên ducarqayimkirina lazerêbikaranîna rêbazên optîkî ye ji bo veqetandina heman lazerê bo du tîrêjên ronahiyê yên cuda ji bo qayîmkirinê, an jî bikaranîna du cureyên cuda yên lazeran ji bo hevgirtinê, wek lazera CO2, lazera Nd:YAG û lazera nîvconductor a hêza bilind. Hemû dikarin werin hevgirtin. Bi giranî ji bo çareserkirina guncawbûna qayîmkirina lazerê bi rastbûna komkirinê re, baştirkirina aramiya pêvajoya qayîmkirinê, û baştirkirina kalîteya qayîmkirinê hate pêşniyarkirin. Tîrêjên ducarîqayimkirina lazerêdikare bi hêsanî û nermî qada germahiya kaynakirinê bi guhertina rêjeya enerjiya tîrêjê, mesafeya tîrêjê, û tewra qaliba belavkirina enerjiyê ya her du tîrêjên lazerê verast bike, qaliba hebûna qulika kilîtê û qaliba herikîna metala şil di hewza helandî de biguhezîne. Hilbijartinek berfirehtir a pêvajoyên kaynakirinê peyda dike. Ew ne tenê avantajên mezin heneqayimkirina lazerêpenetrasyon, leza bilez û rastbûna bilind, lê di heman demê de ji bo materyal û girêdanên ku bi kayna konvansiyonel zehmet têne qelandin jî guncan eqayimkirina lazerê.
Ji bo tîrêjên duqatîqayimkirina lazerê, em pêşî rêbazên pêkanîna lazera tîrêjên ducar nîqaş dikin. Wêjeya berfireh nîşan dide ku du rêbazên sereke hene ji bo bidestxistina qayimkirina tîrêjên ducar: fokuskirina veguheztinê û fokuskirina refleksê. Bi taybetî, yek ji wan bi verastkirina goşe û mesafeya du lazeran bi rêya neynikên fokuskirinê û neynikên kolîmatasyonê tê bidestxistin. Ya din bi karanîna çavkaniyek lazerê û dûv re fokuskirina bi rêya neynikên refleksîf, neynikên veguheztinê û neynikên bi şiklê qiloç ji bo bidestxistina tîrêjên ducar tê bidestxistin. Ji bo rêbaza yekem, bi giranî sê form hene. Forma yekem ew e ku du lazer bi rêya fîberên optîkî ve werin girêdan û di bin heman neynika kolîmatasyonê û neynika fokuskirinê de bibin du tîrêjên cûda. Ya duyemîn ew e ku du lazer tîrêjên lazerê bi rêya serên xwe yên qayimkirinê derdixin, û tîrêjek ducar bi verastkirina pozîsyona fezayî ya serên qayimkirinê tê çêkirin. Rêbaza sêyemîn ew e ku tîrêjê lazerê pêşî bi rêya du neynikên 1 û 2 tê parçekirin, û dûv re ji hêla du neynikên fokuskirinê 3 û 4 ve bi rêzê ve tê fokuskirin. Cih û dûrahiya di navbera her du xalên fokusê de dikare bi rêkxistina goşeyên her du neynikên fokuskirinê 3 û 4 were sererast kirin. Rêbaza duyemîn ew e ku lazerek rewşa-hişk were bikar anîn da ku ronahiyê parçe bike da ku tîrêjên dualî bi dest bixe, û goşe û mesafeyê bi rêya neynikek perspektîf û neynikek fokuskirinê were sererast kirin. Du wêneyên dawîn ên di rêza yekem de li jêr pergala spektroskopîk a lazerek CO2 nîşan didin. Neynika dûz bi neynikek bi şiklê qiloç tê guheztin û li pêşiya neynika fokuskirinê tê danîn da ku ronahiyê parçe bike da ku ronahiya paralel a tîrêjên dualî bi dest bixe.
Piştî têgihîştina pêkanîna tîrêjên ducar, em bi kurtasî prensîb û rêbazên weldingê bidin nasîn. Di tîrêjên ducar deqayimkirina lazerêpêvajoyê de, sê rêzikên tîrêjê yên hevpar hene, ango rêzkirina rêzimanî, rêzkirina paralel û rêzkirina hîbrîd. qumaş, ango, hem di rêça kaynakirinê de û hem jî di rêça vertîkal a kaynakirinê de dûrbûnek heye. Wekî ku di rêza dawîn a wêneyê de tê xuyang kirin, li gorî şeklên cûda yên kunên piçûk û hewzên helandî yên ku di dema pêvajoya kaynakirinê ya rêzimanî de di bin cîhên cûda de xuya dibin, ew dikarin bêtir werin dabeş kirin bo helandinên yekane. Sê rewş hene: hewz, hewza helandî ya hevpar û hewza helandî ya veqetandî. Taybetmendiyên hewza helandî ya yekane û hewza helandî ya veqetandî dişibin yên yekane.qayimkirina lazerê, wekî ku di diyagrama simulasyona hejmarî de tê xuyang kirin. Ji bo celebên cûda bandorên pêvajoyê yên cûda hene.
Tîpa 1: Di bin mesafeyeke diyarkirî de, du kunên mifteyê yên tîrêjê di heman hewza helandî de kuneke mifteyê ya mezin a hevpar çêdikin; ji bo tîpa 1, tê ragihandin ku tîrêjeke ronahiyê ji bo çêkirina kuneke piçûk tê bikar anîn, û tîrêjeke din a ronahiyê ji bo dermankirina germê ya kaynakirinê tê bikar anîn, ku dikare taybetmendiyên avahîsaziyê yên pola karbona bilind û pola alloyî bi bandor baştir bike.
Tîpa 2: Mesafeya xalan di heman hewza helandî de zêde bike, her du tîrêjan ji hev veqetîne bo du kunên mifteyê yên serbixwe, û şêweya herikîna hewza helandî biguherîne; ji bo tîpa 2, fonksiyona wê wekhevî kaynakirina du tîrêjên elektronan e, Şikestina kaynakê û kaynakên nerêkûpêk di dirêjahiya fokusê ya guncaw de kêm dike.
Tîpa 3: Mesafeya xalan bêtir zêde bikin û rêjeya enerjiyê ya her du tîrêjan biguherînin, da ku yek ji her du tîrêjan wekî çavkaniyek germê were bikar anîn da ku di dema pêvajoya weldingê de pêvajoya berî-welding an piştî-welding pêk bîne, û tîra din were bikar anîn da ku qulên piçûk çêbike. Ji bo tîpa 3, lêkolînê dît ku her du tîrêj qulikek mifteyê çêdikin, qulika piçûk ne hêsan e ku were hilweşandin, û çêkirina kunan ji weldingê ne hêsan e.
2. Bandora pêvajoya weldingê li ser kalîteya weldingê
Bandora rêjeya enerjiya tîrêjê ya rêzefîlmî li ser çêbûna dirûna weldingê
Dema ku hêza lazerê 2kW be, leza kaynakirinê 45 mm/s be, rêjeya defokusê 0 mm be, û mesafeya tîrêjê 3 mm be, şeklê rûyê kaynakirinê dema ku RS diguhere (RS= 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) wekî ku di wêneyê de tê xuyang kirin e. Dema ku RS=0.50 û 2.00 be, kaynakirin bi rêjeyek mezintir diqelişe, û li ser qiraxa kaynakirinê bêtir rijandin heye, bêyî ku şêweyên masiyên birêkûpêk çêbibin. Ev ji ber ku dema rêjeya enerjiya tîrêjê pir piçûk an pir mezin be, enerjiya lazerê pir kom dibe, dibe sedema ku qulika lazerê di dema pêvajoya kaynakirinê de bi ciddîtir biheje, û zexta paşvekişîna buharê dibe sedema derxistin û şilbûna metala gola helandî di gola helandî de; Têketina germahiya zêde dibe sedema ku kûrahiya penetrasyonê ya gola helandî li aliyê alloyûma aluminiumê pir mezin be, di bin bandora gravîtasyonê de dibe sedema depresyonê. Dema ku RS=0.67 û 1.50 be, şêweya pîvaza masiyan li ser rûyê qalibê yekreng e, şiklê qalibê xweşiktir e, û li ser rûyê qalibê ti şikestinên germ ên qalibkirinê, kun û kêmasiyên din ên qalibkirinê yên xuya tune ne. Şêweyên xaçerêya qalibên bi rêjeyên enerjiya tîrêjê yên cûda RS wekî ku di wêneyê de têne xuyang kirin in. Beşa xaçerêya qaliban di "şiklê qedeha şerabê" ya tîpîk de ye, ku nîşan dide ku pêvajoya qalibkirinê di moda qalibkirina penetrasyona kûr a lazerê de tê kirin. RS bandorek girîng li ser kûrahiya penetrasyona P2 ya qalibê li aliyê alloyûmê dike. Dema ku rêjeya enerjiya tîrêjê RS=0.5 be, P2 1203.2 mîkron e. Dema ku rêjeya enerjiya tîrêjê RS=0.67 û 1.5 be, P2 bi girîngî kêm dibe, ku bi rêzê ve 403.3 mîkron û 93.6 mîkron in. Dema ku rêjeya enerjiya tîrêjê RS=2 be, kûrahiya penetrasyona qalibê ya beşa xaçerêya hevbeş 1151.6 mîkron e.
Bandora rêjeya enerjiya tîrêjê ya paralel li ser çêbûna dirûna weldingê
Dema ku hêza lazerê 2.8kW be, leza kaynakirinê 33mm/s be, mîqdara defokusê 0mm be, û mesafeya tîrêjê 1mm be, rûyê kaynakirinê bi guhertina rêjeya enerjiya tîrêjê (RS=0.25, 0.5, 0.67, 1.5, 2, 4) tê bidestxistin. Xuyang di wêneyê de tê nîşandan. Dema ku RS=2 be, şêweya pîvaza masiyan li ser rûyê kaynakirinê nisbeten ne rêkûpêk e. Rûyê kaynakirinê ku bi pênc rêjeyên enerjiya tîrêjê yên cûda yên din tê bidestxistin baş hatiye çêkirin, û kêmasiyên berbiçav ên wekî kun û rijandinê tune ne. Ji ber vê yekê, li gorî tîrêjên dualî yên rêzefîlmî, li gorî...qayimkirina lazerê, rûyê qalibê bi karanîna tîrêjên dualî yên paralel yekrengtir û xweşiktir e. Dema ku RS=0.25 be, di qalibê de çaleke sivik heye; her ku rêjeya enerjiya tîrêjê hêdî hêdî zêde dibe (RS=0.5, 0.67 û 1.5), rûyê qalibê yekreng e û tu çal çênabe; lêbelê, dema ku rêjeya enerjiya tîrêjê bêtir zêde dibe (RS=1.50, 2.00), lê li ser rûyê qalibê çal hene. Dema ku rêjeya enerjiya tîrêjê RS=0.25, 1.5 û 2 be, şiklê xaçerêya qalibê "bi şiklê qedeha şerabê" ye; dema ku RS=0.50, 0.67 û 1 be, şiklê xaçerêya qalibê "bi şiklê hûnikê" ye. Dema ku RS=4 be, ne tenê li binê qalibê şikestin çêdibin, lê di heman demê de hin kun di beşa navîn û jêrîn a qalibê de jî çêdibin. Dema ku RS=2 be, kunên pêvajoyê yên mezin di hundurê qalibê de xuya dibin, lê tu şikestin çênabin. Dema ku RS=0.5, 0.67 û 1.5 be, kûrahiya penetrasyonê P2 ya qalibê li aliyê alloyûmê piçûktir e, û xaçerêya qalibê baş hatiye çêkirin û ti kêmasiyên qalibkirinê yên eşkere çênabin. Ev nîşan didin ku rêjeya enerjiya tîrêjê di dema qalibkirina lazerê ya tîrêjên dualî ya paralel de jî bandorek girîng li ser penetrasyona qalibê û kêmasiyên qalibkirinê dike.
Tîrêja paralel - bandora dûrbûna tîrê li ser çêbûna dirûna weldingê
Dema ku hêza lazerê 2.8kW be, leza kaynakirinê 33mm/s be, mîqdara defokusê 0mm be, û rêjeya enerjiya tîrêjê RS=0.67 be, mesafeya tîrêjê biguherîne (d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) da ku morfolojiya rûyê kaynakirinê wekî ku di wêneyê de tê nîşandan bi dest bixî. Dema ku d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm be, rûyê kaynakirinê nerm û dûz e, û şiklê wê xweşik e; şêweya pîvaza masiyan a kaynakirinê birêkûpêk û xweşik e, û tu por, şikestin û kêmasiyên din ên xuya tune ne. Ji ber vê yekê, di bin şert û mercên mesafeya çar tîrêjan de, rûyê kaynakirinê baş hatiye çêkirin. Wekî din, dema ku d=2 mm be, du kaynakirinên cûda çêdibin, ku nîşan dide ku du tîrêjên lazerê yên paralel êdî li ser hewzek helandî tevnagerin, û nikarin kaynakirinek hîbrîd a lazerê ya du-tîrêjî ya bi bandor çêbikin. Dema ku mesafeya tîrêjê 0.5 mm be, qalib "bi şiklê hêlînê" ye, kûrahiya penetrasyonê P2 ya qalibê li aliyê hevbendiya alumînyûmê 712.9 mîkron e, û di hundirê qalibê de çirandin, por û kêmasiyên din tune ne. Her ku mesafeya tîrêjê zêde dibe, kûrahiya penetrasyonê P2 ya qalibê li aliyê hevbendiya alumînyûmê bi girîngî kêm dibe. Dema ku mesafeya tîrêjê 1 mm be, kûrahiya penetrasyonê ya qalibê li aliyê hevbendiya alumînyûmê tenê 94.2 mîkron e. Her ku mesafeya tîrêjê bêtir zêde dibe, qalib li aliyê hevbendiya alumînyûmê penetrasyonek bi bandor çênake. Ji ber vê yekê, dema ku mesafeya tîrêjê 0.5 mm be, bandora ji nû ve kombînasyona tîrêjên ducar çêtirîn e. Her ku mesafeya tîrêjê zêde dibe, têketina germahiya qalibkirinê bi tundî kêm dibe, û bandora ji nû ve kombînasyona lazerên du-tîrêj hêdî hêdî xirabtir dibe.
Cûdahiya di morfolojiya qalibkirinê de ji ber herikîna cuda û hişkbûna sarbûnê ya hewza helandî di dema pêvajoya qalibkirinê de çêdibe. Rêbaza simulasyona hejmarî ne tenê dikare analîza stresê ya hewza helandî hêsan bike, lê di heman demê de lêçûna ceribandinê jî kêm bike. Wêneya li jêr guhertinên di hewza helandî ya alî de bi tîrêjek yekane, rêziknameyên cûda û mesafeya xalan nîşan dide. Encamên sereke ev in: (1) Di dema tîrêjek yekane deqayimkirina lazerêpêvajoyê de, kûrahiya qula hewza helandî ya herî kûr e, diyardeya hilweşîna qulê heye, dîwarê qulê ne rêkûpêk e, û belavbûna qada herikînê ya nêzîkî dîwarê qulê nehevseng e; nêzîkî rûyê paşîn ê hewza helandî Herikîna ji nû ve xurt e, û li binê hewza helandî herikîna ber bi jor ve heye; belavbûna qada herikînê ya hewza helandî ya rûyê erdê nisbeten yekreng û hêdî ye, û firehiya hewza helandî li gorî kûrahiyê nehevseng e. Di navbera qulên piçûk ên di tîrêjên ducar de, ji ber zexta paşvekişîna dîwar de alozî heye.qayimkirina lazerê, û ew her gav li gorî kûrahiya qulên piçûk heye. Her ku dûrahiya di navbera her du tîrêjan de zêde dibe, dendika enerjiya tîrêjê hêdî hêdî ji lûtkeyek yekane ber bi rewşa lûtkeya ducarî ve diçe. Di navbera her du lûtkeyan de nirxek herî kêm heye, û dendika enerjiyê hêdî hêdî kêm dibe. (2) Ji bo tîrêjên ducarîqayimkirina lazerê, dema ku mesafeya xalan 0-0.5 mm be, kûrahiya qulên piçûk ên hewza helandî hinekî kêm dibe, û tevgera giştî ya herikîna hewza helandî dişibihe ya tîrêjên yekane.qayimkirina lazerê; dema ku mesafeya xalan ji 1mm zêdetir be, kunên piçûk bi tevahî ji hev vediqetin, û di dema pêvajoya kaynakirinê de hema hema tu têkilî di navbera her du lazeran de tune ye, ku ev wekhevî du kaynakirinên lazer ên tîrêjê yekane yên li pey hev/du paralel bi hêza 1750W ye. Bandora germkirina pêşwext hema hema tune ye, û tevgera herikîna hewza helandî dişibihe kaynakirina lazer a tîrêjê yekane. (3) Dema ku mesafeya xalan 0.5-1mm be, rûyê dîwarê kunên piçûk di her du rêzan de xwartir e, kûrahiya kunên piçûk hêdî hêdî kêm dibe, û binî hêdî hêdî ji hev vediqete. Têkçûna di navbera kunên piçûk û herikîna hewza helandî ya rûyê erdê de li 0.8mm ye. Ya herî xurt. Ji bo kaynakirina rêzefîlmî, dirêjahiya hewza helandî hêdî hêdî zêde dibe, firehî herî mezin e dema ku mesafeya xalan 0.8mm be, û bandora germkirina pêşwext herî eşkere ye dema ku mesafeya xalan 0.8mm be. Bandora hêza Marangoni hêdî hêdî qels dibe, û şileya metalê ya bêtir diherike her du aliyên hewza helandî. Belavkirina firehiya helandinê yekrengtir bikin. Ji bo kaynakirina paralel, firehiya hewza helandî hêdî hêdî zêde dibe, û dirêjahiya wê herî zêde 0.8 mm ye, lê bandora germkirina pêşwext tune ye; herikîna ji nû ve ya nêzîkî rûyê ku ji ber hêza Marangoni çêdibe her gav heye, û herikîna ji nû ve ya ber bi jêr ve li binê qulika piçûk hêdî hêdî winda dibe; qada herikîna xaçerêyî ne ewqas baş e ku di rêzê de xurt e, alozî bi zorê bandorê li her du aliyên hewza helandî dike, û firehiya helandî bi rengek nehevseng belav dibe.
Dema weşandinê: 12ê Cotmeha 2023an
